L’aurora polar ye un fenómenu en forma de brillu o lluminiscencia qu’aparez nel cielu nocturnu, usualmente en zones polares, aunque puede aparecer n’otres partes del mundu por cortos periodos de tiempu. Por esta razón dalgunos científicos la llamen "aurora polar" (o "aurora polaris"). Nel hemisferiu norte se conoz como "aurora boreal", y nel hemisferiu sur como "aurora austral", cuyo nome provien d’Aurora, la diosa romana del amanecer, y de la palabra griega Boreas, que significa norte, debíu a que n’Europa comúnmente aparez nel horizonte d’un tonu colorau como si’l sol emerxera d’una dirección inusual.L’aurora boreal ye visible d’ochobre a marzu, aunque en ciertes ocasiones fai su aparición durante’l transcursu d’otros meses, siempre y cuando la temperatura atmosférica seya lo suficientemente baxa. Los meyores meses pa verla son xineru y febreru, yá que ye nestos meses onde les temperatures son más baxes. So equivalente en llatitú sur, aurora austral, posee propiedaes similares.
Orixe
Una aurora polar se produz cuando una eyección de masa solar choca colos polos norte y sur de la magnetósfera terrestre, produciendo una lluz difusa pero predominante proyectada na ionosfera terrestre.
Ocurre cuando partícules cargaes (protones y ellectrones) son guiaes pol campu magnéticu de la Tierra e inciden na atmósfera cerca de los polos. Cuando eses partícules choquen colos átomos y molécules d’osixeno y nitróxeno, que constituyen los componentes más abundantes del aire, parte de la enerxía de la colisión excita esos átomos a niveles d’enerxía tales que cuando se desexciten devuelven esa enerxía en forma de lluz visible.
El Sol, situáu a 150 millones de km de la Tierra, ta emitiendo continuamente partícules. Esi fluxo de partícules constituye’l denomináu vientu solar. La superficie del Sol o fotosfera atopase a unos 6000 °C; ensin embargu, cuando s’asciende na atmósfera del Sol hacia capes superiores la temperatura aumenta en vez de disminuir, tal y como la intuición nos suxeriría. La temperatura de la corona solar, la zona más externa que se puede apreciar a simple vista sólo durante los eclipses totales de Sol, alcanza temperaturas de hasta 3 millones de graos. El causante d’esi calentamientu ye’l campu magnéticu del Sol, que forma estructures espectaculares como se ve nes imáxenes en rayos X. Al ser la presión na superficie del Sol mayor que nel espaciu vacíu, les partícules cargaes que s’atopen na atmósfera del Sol tienden a escapar y son aceleraes y canalizaes pol campu magnéticu del Sol, alcanzando la órbita de la Tierra y más allá. Existen fenómenos mui enerxéticos, como les fulguraciones o les eyecciones de masa coronal qu’incrementen la intensidá del viento solar.
Les partícules del vientu solar viaxen a velocidaes dende 300 a 1000 km/s, de modu que recorren la distancia Sol-Tierra n’aproximadamente dos días. En les proximidaes de la Tierra, el vientu solar ye deflectáu pol campu magnéticu de la Tierra o magnetósfera. Les partícules fluyen na magnetosfera de la mesma forma que lo fai un ríu alrededor d’una piedra o d’un pilar d’un puente. El vientu solar tamién emburria a la magnetosfera y la deforma de modu qu’en llugar d’un haz uniforme de llíneas de campu magnéticu como les que mostraría un imán imaxinario colocáu en dirección norte-sur nel interior de la Tierra, lo que se tien ye una estructura allargada con forma de cometa con una llarga cola na dirección opuesta al Sol. Les partícules cargaes tienen la propiedá de quedar atrapaes y viaxar a lo llargu de las llíneas de campu magnéticu, de modu que seguirán la trayectoria que le marquen éstes. Les partícules atrapaes na magnetosfera colisionen colos átomos y molécules de l’atmósfera de la Tierra, típicamente osíxeno (O), nitróxeno (N) atómicos y nitróxeno molecular (N2) que s’encuentren en so nivel más baxu d’enerxía, denomináu nivel fundamental. El aporte d’enerxía proporcionáu poles partícules perturba a esos átomos y molécules, llevándolos a estaos excitaos d’enerxía. Al cabo d’un tiempu mui pequeñu, del orden de les millonésimes de segundu o incluso menor, los átomos y molécules vuelven al nivel fundamental, y devuelven la enerxía en forma de lluz. Esa lluz ye la que vemos dende’l suelu y denominamos aurores. Les auroras se mantienen por encima de los 95 km porque a esa altitú l’atmósfera, aunque mui tenue, ya ye suficientemente densa pa que los choques coles partícules cargaes ocurran tan frecuentemente que los átomos y molécules tan prácticamente en reposu. Por otru llau, les aurores nun pueden tar más arriba de los 500-1000 km porque a esa altura l’atmósfera ye demasiáu tenue –poco densa- pa que les poques colisiones qu’ocurren tengan un efectu significativu.
Se-y llama aurora boreal cuando s’observa esti fenómenu nel hemisferiu norte y aurora austral cuando ye observáu nel hemisferiu sur. Nun hai diferencies ente elles.
Los colores y les formas de les aurores
Les aurores tienen formes, estructures y colores mui diversos qu’además cambien rápidamente col tiempu. Durante una nueche, l’aurora puede comenzar como un arcu aisláu mui allargáu que se va extendiendo nel horizonte, xeneralmente en dirección este-oeste. Cerca de la medianoche l’arcu puede comenzar a incrementar so brillu. Comiencen a formarse ondes o rizos a lo llargo del arcu y tamién estructures verticales que se parecen a rayos de lluz mui allargaos y delgaos. De repente la totalidá del cielu puede llenarse de bandes, espirales, y rayos de lluz que tiemblan y se mueven rápidamente d’horizonte a horizonte. L’actividá puede durar dende unos pocos minutos hasta hores. Cuando s’aproxima l’alba tol procesu parez calmarse y tan sólo algunes pequeñes zones del cielu aparecen brillantes hasta que llega la mañana. Aunque lo descrito ye una nueche típica d’aurores, nos podemos encontrar múltiples variaciones sobre’l mesmu tema.
Los colores que vemos nes aurores dependen de la especie atómica o molecular que les partícules del vientu solar exciten y del nivel d’enerxía qu’esos átomos o molécules alcancen.
L’osíxeno ye responsable de los dos colores primarios de les aurores, el verde/marillu d’una transición d’enerxía a 557.7 nm, mientres qu’el color más coloráu lo produz una transición menos frecuente a 630.0 nm. Pa facernos una idea, nuestru güeyu puede apreciar colores dende’l violeta, que nel espectru tendría una llonxitú d’onda d’unos 390.0 nm hasta’l coloráu, a unos 750.0 nm.
El nitróxeno, al qu’una colisión le puede arrancar dalgunu de sos ellectrones más externos, produz lluz azulada, mientres que les molécules d’helio son mui a menudu responsables de la coloración colorao/púrpura de los bordes más baxos de les aurores y de les partes más externas curvaes.
El procesu ye similar al qu’ocurre nos tubos de neón de los anuncios o nos tubos de televisión. Nun tubu de neón, el gas s’excita por corrientes elléctriques y al desexcitarse envía la típica lluz rosa que toos conocemos. Nuna pantalla de televisión un haz d’ellectrones controláu por campos elléctricos y magnéticos incide sobre la mesma, faciéndola brillar en diferentes colores dependiendo del revestimientu químicu de los productos fosforescentes contenios nel interior de la pantalla.
Aurores n’otros planetes
Esti fenómenu nun ta restrinxíu a la Tierra. Otros planetes del Sistema Solar muestren fenómenos análogos, como ye’l casu de Xúpiter y Saturno que poseen campos magnéticos más fuertes que la Tierra (Urano, Neptuno y Mercurio tamién poseen campos magnéticos), y ambos poseen amplios cinturones de radiación. Les aurores fueron observaes n’ambos planetes, col telescopiu Hubble.
Estes aurores, al parecer, son causaes pol vientu solar; además, les llunes de Xúpiter, especialmente Ío, son fuentes importantes d’aurores. Se produz debíu a corrientes elléctriques a lo llargo d’unas llíneas, xeneraes por un mecanismu dínamo causáu pol movimientu relativu ente’l planeta y sos llunes. Ío, que posee volcanes activos e ionosfera, ye una fuente particularmente fuerte, y sos corrientes xeneran, a so vez, emisiones de radio, estudiaes dende 1955.
Les aurores fueron detectaes tamién en Marte pola nave Mars Express, durante unes observaciones realizaes en 2004 y publicaes un añu más tarde. Marte carece d’un campu magnéticu análogo al terrestre, pero sí posee campos llocales, asociaos a so corteza. Son éstos, al parecer, los responsables de les aurores nesti planeta.
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